| 研究課題/領域番号 |
18K06092
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43020:構造生物化学関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
月原 冨武 兵庫県立大学, 理学研究科, 特任教授 (00032277)
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| 研究分担者 |
吉川 信也 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 特任教授(名誉教授) (40068119)
島田 敦広 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (80723874)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | チトクロムc酸化酵素 / 膜蛋白質 / 呼吸酵素 / X線結晶構造解析 / 立体構造 / プロトン能動輸送 / 酸素還元 / 生体超分子 / 膜タンパク質 / 生体エネルギー変換 / 構造と機能 / タンパク質複合体 / プロトンポンプ / チトクロム酸化酵素 |
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| 研究成果の概要 |
チトクロムc酸化酵素（CcO）は呼吸鎖末端酵素で、酸素の還元を担っている。酸素還元反応の際に分子内を電子が伝達されるのに同期して、プロトンが能動輸送される。酵素反応サイクル中の中間体及び中間体類似の構造を決定して、この酸素還元に伴う電子移動とプロトン能動輸送の同期の仕組みの解明を目指している。
酸素還元は６種の反応中間体、R, A, P, F, O, Eを経て段階的に進行する。これらの反応中間体のうちすでに構造決定していたR以外のA、P、F、O、E中間体の構造を決定し、反応サイクル中の６中間体全ての構造を確定した。これらの構造に基づいてプロトン能動輸送機構を提案している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
チトクロムc酸化酵素（CcO）は呼吸鎖末端酵素で、酸素の還元とそれに同期したプロトンの能動輸送によってエネルギーを生産している。我々は長年酸素還元・プロトン能動輸送の仕組みの解明のためにウシCcOの結晶構造解析を行ってきた。
種々の反応中間体類似体等の構造解析を行い、酸素還元・プロトン能動輸送機構を提案している。この提案に対して、細菌CcOの変異体の機能解析等による多くの反論が出た。それらの反論を逐次新たな構造解析によって克服して、哺乳類に関する酸素還元・プロトン能動輸送機構としては我々の提案が認知されるようになってきた。この度の反応中間体の構造も我々の提案を一層強く支持する結果である。
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